科技日報記者 洪敬譜

15日，國家“十三五”重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項目——聚變堆主機關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施（CRAFT，又稱“夸父”）遙操作系統(tǒng)測試平臺，順利通過專家組測試與驗收。該系統(tǒng)由中國科學院合肥物質(zhì)科學研究院等離子體物理研究所（以下簡稱“等離子體所”）牽頭承擔，標志著我國在聚變堆核心維護技術(shù)領(lǐng)域取得重大突破。

經(jīng)實驗現(xiàn)場測試鑒定，該系統(tǒng)包層維護機器人負載60噸，環(huán)向轉(zhuǎn)運精度正負3.1毫米，垂直吊運精度正負3.8毫米；重載機械臂負載2.5噸，靈巧雙臂末端重復定位精度正負0.01毫米，是目前聚變領(lǐng)域綜合參數(shù)水平一流的遙操作系統(tǒng)。

在聚變堆運行過程中，包層和偏濾器等堆芯部件受高熱負荷、強磁場和中子輻照等極端工況耦合作用，容易出現(xiàn)損傷，必須借助機器人系統(tǒng)進行遠程維護。然而，當前工業(yè)機器人技術(shù)雖發(fā)展迅速，但無法同時滿足耐輻照、超大負載、高精度和靈活作業(yè)等堆芯部件維護需求。此次遙操作系統(tǒng)測試平臺的成功研制，旨在解決聚變堆強輻射和狹小空間下超大部件高精度檢維護這一技術(shù)瓶頸，為未來聚變堆穩(wěn)定運行與商用化推進提供了核心工程驗證平臺。

“針對堆芯部件快速維護這一技術(shù)挑戰(zhàn)，項目團隊在材料、結(jié)構(gòu)、感知、控制和可靠性等方面進行技術(shù)攻關(guān)?！钡入x子體所副研究員潘洪濤介紹，團隊成功解決了極端環(huán)境下大型機器人結(jié)構(gòu)復雜、變形大，與聚變堆高可靠性、高精度維護需求之間的矛盾，并在國際首次驗證了大模塊包層高精度快速更換和偏濾器靶板正面維護的工程可行性。這一突破進一步縮短了檢維修周期，也提升了聚變堆運行效率。

潘洪濤說，遙操作系統(tǒng)測試平臺的成功研制，標志著項目團隊已全面突破相關(guān)技術(shù)壁壘，真正實現(xiàn)了核心技術(shù)的國產(chǎn)化自主可控。相關(guān)技術(shù)不僅能為國內(nèi)BEST、CFEDR以及國際ITER等下一代裝置提供遙操作技術(shù)驗證與系統(tǒng)支撐，還可拓展應(yīng)用到核電檢修、航空航天、重型機械、應(yīng)急救援等多個高端領(lǐng)域，具備極高的產(chǎn)業(yè)化潛力與社會價值。

據(jù)悉，聚變堆主機關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施位于安徽省合肥市，其集成超高溫、超低溫、超高真空、超強磁場等尖端技術(shù)，致力于攻克聚變堆主機關(guān)鍵系統(tǒng)技術(shù)難題。該設(shè)施預(yù)計2025年底全面建成，建成后將成為國際聚變領(lǐng)域參數(shù)最高、功能最完備的綜合性研究平臺。